科学黑板报材料 7页

“宝刀”的秘密我国古代很讲宄使用钢刀，优质锋利的钢刀称为“宝刀”。战国时期，相传越国就有人制造“干将”、“莫邪”等宝刀宝剑，那真是锋利无比，“削铁如泥”，头发放在刃上，吹门气就会断成两截。当然，传说难免有点夸张，但是“宝刀”锐利却是事实。过去只有少数工匠掌握生产这类“宝刀”的技术。现在我们通过科学研究知道，制造这类“宝刀”的主要秘密就是其中含有钨、钼一类的元素。事实上，往钢里加进钨和钼，那怕只要很少的一点点，比如百分之几甚至千分之几，就会对钢的性质产生重大的影响。这个事实直到十九世纪中叶才被人们所认识，接着大大地促进Y钨、钼工业的发展。存计划地往普通钢里加进一种或儿种象钨、钼一类的元素---合金元素，就能制造出各种性能优异的特殊钢材---合金钢。凯库勒的梦？1854年，德国一天，雇马车的人突然增多。马车夫问雇主：“上哪儿去？”答复令人莫名其妙：“随便！”“随便？”从来没有一个地名，叫做“随便”的！马车夫好不容易领会了雇主的意思。马车漫无目的地在街上转悠。雇主似乎无心观赏街景，闭起Y双眼，进入Y梦乡……那些雇主难道存钱无处花，雇了马车睡觉？哦，后来，人们才明白，原来是这么回事一一在庆祝德国化学会成立25周年的大会上，著名德国化 学家凯库勒，讲述了自己怎样解决了右机化学上的一大难题：“那时候，我正住在伦敦，日夜思索着苯的分子结构该是什么样子的。我徒劳地工作了几个月，毫无所获。一天，我坐在马车回家。由于过度的劳累，我在摇摇晃晃的马车上很快就睡着了。我做了一个梦，梦见我几个月来设想过的种种苯的分子结构式，在我的眼前跳舞。忽然，其中存一个分子结构式变成了一条蛇，这蛇首尾相衔，变成一个环。正在这时，我听见马车夫大声地喊道：‘先生，克来宾路到了！’我这才从梦乡中惊醒。当天晚上，我在这个梦的启发下，终于画出了首尾相接的环式分子结构，解决了有机化学上的这一难题。”坐在台下的一些听众听了，以为凯库勒的成功，全是因为在马车上做了一个梦。于是，他们便雇了马车，在街上漫游，也想做个梦，轻而易举地摘下科学之果。虽然有的人在马车上睡着了，也做起梦来，可是谁也没有从梦中得到什么。他们不懂得，凯库勒之所以能够成功，是因为他把全部心思用到科学研究上，这样，甚至连他做梦时，也不忘科学研宄。凯库勒的成功，与其说是来自马车上的梦，倒不如说是来自那数不清的不眠之夜！东汉炼丹家——魏伯阳（约100〜170）魏伯阳：东汉上虞丰惠人。出身缙绅之家，而性好道术。著《周易参同契》3卷。把《周易》、黄老、炉火三家参照会同而契合为一， 为后世道教中丹鼎派所宗。由于化学起源于炼丹术，故此书在世界科技史上具秉要地位。英人李约瑟称之为“全球第一本这方面的书籍”。葛洪《神仙传》记其与弟子3人入山炼丹故事。《神仙传》第二卷中曾提到:“魏伯阳者，时人莫知之。后与弟子三人入山作神舟。……伯阳作参同契，五行相类，凡三卷，其说似解周易。”《周易参同契》一书是炼丹与道教结合的产物，全书正文只有6000余字，以韵语写成，书中存许多荒诞的内容，但对炼丹理论和方法还是作了比较系统的阐述。书中记录了当时炼丹所用的药品，如汞、硫黄、铅、胡粉（碱式碳酸铅）、硇砂（氯化铵）、铜、金、云母、丹砂（硫化汞）等，可以看出他在炼丹过程中掌握了不少化学知识。例如：关于汞的知识，右“河上姹女，灵而最神，得火则飞，不见埃尘……将欲制之，黄芽为根”。说的是汞很容易挥发，并容易与硫化合。碱式碳酸铅还原成铅，“胡粉投火中，色坏还为铅”。指出“金入于猛火，色不夺金光”，说明了金的稳定性。初步指出物质起化学变化过程中量的作用，认为“分剂参差，失之纲纪”。《周易参同契》一书对化学的发展曾起过一定的推动作用，因此，魏伯阳和他的著作在目前国内外化学史的研宄中都占有一席之地。 纳米金属用途钴(Co)高密度磁记录材料。利用纳米钴粉记录密度高、矫顽力高（可达119.4KA/m）、信噪比高和抗氧化性好等优点，可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料，以及手机辐射屏蔽材料。铜（Cu）金属和非金属的表面导电涂层处理。纳米铝、铜、镍粉体存高活化表面，在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。高效催化剂。铜及其合金纳米粉体用作催化剂，效率高、选择性 强，可用于二氧化碳和氢合成屮醇等反应过程中的催化剂。导电浆料。用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料，可大大降低成本。此技术可促进微电子工艺的进一步优化。铁（Fe）高性能磁记录材料。利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大（可达1477km2/kg）、信噪比高和抗氧化性好等优点，可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。镍(Ni)磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异，广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。高效催化剂。由于比表面巨大和高活性，纳米镍粉具有极强的催化效果，可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。高效助燃剂。将纳米镍粉添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率，改善燃烧的稳定性。 导电浆料。电子浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等，对微电子器件的小型化起着重要作用。用镍、铜、铝纳米粉体制成的电子浆料性能优越，右利于线路进一步微细化。高性能电极材料。用纳米镍粉辅加适当工艺，能制造出具有巨大表面积的电极，可大幅度提高放电效率。活化烧结添加剂。纳米粉末由于表面积和表面原子所占比例都很大，所以具有高的能量状态，在较低温度下便有强的烧结能力，是一种有效的烧结添加剂，可大幅度降低粉末冶金产品和高温陶瓷产品的烧结温度。金属和非金属的表面导电涂层处理。由于纳米铝、铜、镍存高活化表面，在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。锌(Zn)高效催化剂。锌及其合金纳米粉体用作催化剂，效率高、选择性强，可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。 小实验：小木炭跳舞取一只试管，里面装入3—4克固体硝酸钾，然后用铁夹直立地固定在铁架上，并用酒精灯加热试管。当固体的硝酸钾逐渐熔化后，取小豆粒大小木炭一块，投入试管中，并继续加热。过一会儿就会看到小木炭块在试管中的液面上突然地跳跃起來，一会儿上下跳动，会儿自身翻转，好似跳舞一样，并且发出灼热的红光，有趣极了。答案原来在小木炭刚放入试管时，试管中硝酸钾的温度较低，还没能使木炭燃烧起来，所以小木炭静止。对试管继续加热后温度上升，使小木炭达到燃点，这时与硝酸钾发生激烈的化学反应，并放出大量的热，使小木炭立刻燃烧发光。因为硝酸钾在高温下分解后放出氧来，这个氧立刻与小木炭反应生成二氧化碳气体，这个气体一下子就将小木炭顶了起来。木炭跳起之后，和下面的硝酸钾液体脱离接触，反应中断了，二氧化炭气体就不再发生，当小木炭由于受到重力的作用落回到硝酸钾上面时，又发生反应，小木炭第二次跳起来。这样的循环往复，小木炭就不停地上下跳跃起来。